在地球最南端,研究人員比大多數人更期待夏天。那時,像美國海岸警衛隊“北極星號”破冰船這樣的大型船隻抵達南極洲的麥克默多海峽,作為“深凍行動”的一部分,開闢向國家科學基金會“麥克默多站”和羅斯島其他設施運送補給所需的航運線路。當“北極星號”在去年一月駛入海峽時,它搭載著在“深凍行動61年曆史”中從未使用過的東西:無人機。
來自航空環境公司的RQ-20A 美洲獅無人機的首次亮相,標誌著“北極星號”船員的重大轉變,他們過去依靠海岸警衛隊直升機來幫助勘測周圍的冰層,然後選擇最安全、最有效的路線。然而,在之前的兩次任務中,直升機無法使用,船員們只能依靠衛星影像來引導他們122米長的船隻穿過冰冷的水域。
在“北極星號”在南極洲為期一個月的停留期間(於2月8日結束),海岸警衛隊對無人機進行了測試,共進行了24次飛行,總計12小時。“美洲獅”的影片和紅外攝像機記錄並即時將影片和影像流回船上。船員們評估了從影像中收集到的經緯度定位資料,以幫助他們構建冰層的二維和三維地圖和鑲嵌圖。
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這些飛行還為“北極星號”上的國家冰中心科學家提供了空中錄影,他們與衛星影像一起評估這些錄影,以幫助更好地瞭解冰的厚度、年齡和其他狀況。“美洲獅”無人機的翼展為2.8米,同樣可以隨時幫助執行任何搜救任務。中尉初級軍官塞勒斯·烏恩瓦拉說:“我們表示需要一種可以提供更及時和本地觀察的東西,它可以很容易地發射,並覆蓋足夠的距離來偵察穿越漂流海冰的潛在路線”,他曾在“北極星號”上擔任公共事務官。當美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)提出向“北極星號”船員借出三架小型、電池驅動的無人機(可以手動發射)以及備件、地面控制裝置和遠端天線時,海岸警衛隊找到了“某種東西”。他們還包括一個用於著陸的網捕系統,旨在防止“美洲獅”在船的甲板上滑動並滑入海峽。
在過去的幾年裡,NOAA 一直將其“美洲獅”無人機借給海岸警衛隊用於北極任務,包括過去三個夏季在海岸警衛隊“希利號”破冰船上的任務。事實上,NOAA“北極星號”上的無人機系統專案官員託德·雅各布斯說,捕獲網的建立是北極任務期間著陸困難的結果。“‘美洲獅’通常在飛行結束後直接從陸地、冰面或水面回收,”他說。“在北極和南極條件下,我們更喜歡直接在船的甲板上回收‘美洲獅’,而不是將人們放入小船中從水中回收‘美洲獅’。”
從“北極星號”的飛行甲板上發射和回收無人機帶來了幾個挑戰。雅各布斯說,在惡劣天氣中,船隻經常左右搖擺約15度。這意味著當一架“美洲獅”接近時,船的甲板可能會隨著每次搖擺上下移動一米或更多。風和其他問題導致重達6.1公斤的“美洲獅”在任務期間墜毀在冰面和水面上,儘管 NOAA 和航空環境公司一直在修復無人機,並且確實完成了一次約46公里的飛行,根據KQED Science 網站上的一份報告。
烏恩瓦拉說,在這些測試飛行中,從15分鐘的短途飛行到持續近三個小時的偵察航程,船員們注意到了無人機的成功之處和侷限性。即使海岸警衛隊否決了未來使用“美洲獅”的想法,他們也希望在明年返回麥克默多時儲存某種自主或遙控飛機。以下延時影片展示了“北極星號”的工作情況,並提供了一些關於麥克默多海峽嚴寒環境的概念,即使在夏季也是如此。
影片由美國海岸警衛隊二級士官格蘭特·德弗斯特提供